空氣調(diào)節(jié)課程設(shè)計

1、<p><b>　　空氣調(diào)節(jié)課程設(shè)計</b></p><p>　　2012-2013學(xué)年第一學(xué)期</p><p>　　設(shè)計題目：**教學(xué)樓B701空調(diào)設(shè)計</p><p><b>　　專業(yè)班級： </b></p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p&

2、gt;<p><b>　　學(xué)生學(xué)號： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　起止時間：2012年12月03日-12月16日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章、工程概況3<

3、;/p><p>　　1.1 建筑參數(shù)3</p><p>　　第二章、室內(nèi)逐時冷負(fù)荷的計算3</p><p>　　2.1樓板冷負(fù)荷3</p><p>　　2.2南、西、北外墻冷負(fù)荷4</p><p>　　2.3南北外窗瞬間傳熱得熱形成冷負(fù)荷5</p><p>　　2.4日射得熱冷負(fù)荷5&l

4、t;/p><p>　　2.5人，照明，設(shè)備冷負(fù)荷6</p><p>　　2.6冷負(fù)荷總和（除新風(fēng)）6</p><p>　　第三章、新風(fēng)量和送風(fēng)量的確定7</p><p>　　3.1 熱濕比為：7</p><p>　　3.2 送風(fēng)點(diǎn)和室內(nèi)點(diǎn)7</p><p>　　3.3 送風(fēng)量7&l

5、t;/p><p>　　3.4 新風(fēng)量7</p><p>　　第四章、設(shè)計確定空調(diào)系統(tǒng)方案及空氣處理過程8</p><p>　　4.1空調(diào)系統(tǒng)方案的確定8</p><p>　　4.2系統(tǒng)方案的選擇9</p><p>　　4.3夏季空氣處理過程10</p><p>　　第五章、空氣處理設(shè)備的

6、選型11</p><p>　　5.1機(jī)組選型依據(jù)11</p><p>　　5.2機(jī)組選型及其參數(shù)12</p><p>　　5.3風(fēng)機(jī)盤管選型12</p><p>　　第六章、送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計13</p><p>　　6.1送風(fēng)口選擇13</p><p>　　第七章、水力計算13<

7、/p><p>　　7.1水管的水力計算原理13</p><p>　　7.2風(fēng)管的水力計算14</p><p>　　7.3 水力計算的步驟15</p><p>　　7.4供水管最不利環(huán)路水力計15</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p>

8、<b>　　第一章、工程概況</b></p><p><b>　　1.1 建筑參數(shù)</b></p><p>　　設(shè)計對象為我校海珠校區(qū)教學(xué)樓B701，課室長19.5m，寬11.3m，房間高度4m，教室大約可容納200人，南北兩面各有一個高2.16m、寬1.37m的門，教室窗戶為連續(xù)性，兩邊對稱，南北兩面各有窗長13.82m，西面窗長為2×

9、;1.8m，窗下沿離地0.96m，平面簡圖如下：</p><p>　　圖1.1建筑平面簡圖</p><p>　　第二章、室內(nèi)逐時冷負(fù)荷的計算</p><p><b>　　2.1樓板冷負(fù)荷</b></p><p>　?。?）查附表2-9得：K=1.10W/（m2.K）, ρ=0.75,F=40m2,β=0.52,ν=15.

10、15,ε=5.9h</p><p>　?。?）查附表2-11得：各個溫度下的Δtτ-ε，按公式CLQτ=KFΔtτ-ε得出樓板的逐時冷負(fù)荷,如圖表2.1 。</p><p>　　表2.1樓板冷負(fù)荷（W）</p><p>　　2.2南、西、北外墻冷負(fù)荷</p><p>　　（1）查附表2-9得：K=1.10W/（m2.K）,β=0.40,ν=7

11、.47,ε=6.8h</p><p>　　（2）查附表2-10得：各個溫度下的Δtτ-ε，按公式CLQτ=KFΔtτ-ε得出外墻的逐時冷負(fù)荷，如表2.2 。</p><p>　　表2.2 外墻冷負(fù)荷（W）</p><p>　　2.3南北外窗瞬間傳熱得熱形成冷負(fù)荷</p><p>　　（1）由附錄2-12中查得各計算時刻的負(fù)荷溫差Δtτ,計算結(jié)

12、果如表2.3 。</p><p>　　表2.3 瞬間傳熱得熱形成冷負(fù)荷（W）</p><p>　　2.4日射得熱冷負(fù)荷</p><p>　?。?）窗的有效有效面積系數(shù)0.85，地點(diǎn)修正系數(shù)為1，窗戶內(nèi)遮陽系數(shù)Cn=0.6，Cs=1</p><p>　　（2）由公式CLQτ=xgxdCnCsFJj.τ得出日射得熱冷負(fù)荷如表2.4。</p&

13、gt;<p>　　表2.4日射得熱冷負(fù)荷（W）</p><p>　　2.5人，照明，設(shè)備冷負(fù)荷</p><p><b>　?。?）由公式</b></p><p>　　CLQτ=QJXτ-T</p><p>　　CLQ=CLQ燈+CLQ人+CLQ設(shè)備</p><p>　　CLQ =QJ

14、Xτ-t</p><p>　?。?）燈由19:00開始使用，教室可容納200人，室內(nèi)溫度取25℃,相對濕度取90%，廣州夏季空調(diào)日平均溫度30.1℃，相對濕度62%,得人，照明，設(shè)備冷負(fù)荷如表2.5。</p><p>　　表2.5人，照明，設(shè)備冷負(fù)荷（W）</p><p>　　2.6冷負(fù)荷總和（除新風(fēng)）</p><p>　　冷負(fù)荷總和（除新風(fēng)

15、）結(jié)果如表2.6。</p><p>　　表2.6冷負(fù)荷總和（除新風(fēng)）（W）</p><p>　?。?）最大冷負(fù)荷出現(xiàn)在17時，為CLQτmax=22338.82W</p><p>　　（2）濕負(fù)荷主要來源于人體散濕，從表2-18查得成年男子散濕量為：61g/(h·人)，教室可容納200人，故總散濕量為：W=61÷3600×200=3.3

16、889g/s</p><p>　　第三章、新風(fēng)量和送風(fēng)量的確定</p><p>　　3.1 熱濕比為：</p><p>　　ε=22338.82/3.3889=6592</p><p>　　3.2 送風(fēng)點(diǎn)和室內(nèi)點(diǎn)</p><p>　　在h-d圖上確定室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)N，通過該點(diǎn)畫出ε=6592的過程線，取送風(fēng)溫差為6

17、℃，則送風(fēng)溫度為t0=25-6=19℃，從而得出：</p><p>　　h0=41.202kJ/kg, hN=56.942kJ/kg干空氣</p><p>　　d0=10.06g/kg干空氣, dN=12.443 g/kg干空氣</p><p><b>　　3.3 送風(fēng)量</b></p>

18、;<p><b>　　（1）按消除余熱：</b></p><p>　　G=Q/( hN- h0)=22.33882/(56.942-41.202)=1.41924kg/s</p><p><b>　?。?）按消除余濕：</b></p><p>　　G=W/( dN- d0)=0.0033889/(12.443

19、-10.92)=1.42211kg/s</p><p>　?。?）故取送風(fēng)量為G=1.42kg/s</p><p><b>　　3.4 新風(fēng)量</b></p><p>　?。?）取新風(fēng)比為0.35，即Gw=0.35G,得</p><p>　　Gw=0.35×1.42=0.497kg/s</p>

20、<p>　　第四章、設(shè)計確定空調(diào)系統(tǒng)方案及空氣處理過程</p><p>　　4.1空調(diào)系統(tǒng)方案的確定</p><p>　　4.1.1 空調(diào)系統(tǒng)的分類形式 </p><p>　　按空氣處理設(shè)備的集中程度可以分為以下三類：</p><p>　?。?）集中式空調(diào)系統(tǒng)</p><p>　?。?）半集中式空調(diào)系統(tǒng)&l

21、t;/p><p>　?。?）分散式空調(diào)系統(tǒng) 對各系統(tǒng)進(jìn)行比較分析如表4.1</p><p>　　表4.1空調(diào)系統(tǒng)的分類表 </p><p>　　4.1.2 全氣系統(tǒng)（集中式）</p><p>　　全空氣空調(diào)系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：全空氣空調(diào)

22、系統(tǒng)設(shè)備集中，運(yùn)行和管理都比較容易，施工方便，初投資小，系統(tǒng)簡單，在過渡季節(jié)能全新風(fēng)運(yùn)行。</p><p>　　缺點(diǎn)：全空氣空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)房間熱濕負(fù)荷變化時不能作出相應(yīng)調(diào)節(jié)，并且當(dāng)一部分房間不再需要空調(diào)時而整系統(tǒng)在繼續(xù)運(yùn)行，造成能源的浪費(fèi)。</p><p>　　4.1.3 風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（半集中式）</p><p>　　風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：&l

23、t;/p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)房間熱濕負(fù)荷變化時能作出相應(yīng)調(diào)節(jié)，并且當(dāng)一部分房間不再需要空調(diào)時可自行調(diào)節(jié)，節(jié)約能源。</p><p>　　缺點(diǎn)：風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備分散、運(yùn)行，維修和管理都比較困難，施工復(fù)雜，系統(tǒng)形式復(fù)雜。</p><p>　　4.2系統(tǒng)方案的選擇</p><p>　?。?）雖然設(shè)計對象只是單間課室，但

24、實際上不可能每間課室單獨(dú)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，而考慮到整棟教學(xué)樓層數(shù)多、間數(shù)多，全由集中空調(diào)機(jī)房輸送處理后的空氣進(jìn)去建筑物去承擔(dān)熱濕負(fù)荷雖然可行，但因風(fēng)道龐大，占空間多而影響建筑物的整體設(shè)計，因此考慮同時使用空氣和水（冷劑）以承擔(dān)室內(nèi)熱濕負(fù)荷。此時，集中輸送的部分僅由熱濕處理后的新鮮空氣（室外空氣），故風(fēng)道較?。欢彝鈩t分散設(shè)置由水和冷劑直接換熱的末端裝置來處理，即半集中式系統(tǒng)。</p><p>　?。?）根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的

25、處理設(shè)備、介質(zhì)種類及空氣來源情況，考慮節(jié)能、滿足衛(wèi)生要求、補(bǔ)充局部排風(fēng)所需風(fēng)量，保持空調(diào)房間的正壓要求等因素，選擇半集中式的空氣-水系統(tǒng)，用風(fēng)機(jī)+水盤管（FUC）形式，采用一次回風(fēng)系統(tǒng)，由獨(dú)立的新風(fēng)系統(tǒng)供給室內(nèi)新風(fēng)，露點(diǎn)（=90%）送風(fēng)，且新風(fēng)不承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷。</p><p>　　（3） 就對于教學(xué)樓而言，與全空氣系統(tǒng)相比，風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)還有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　a、控制

26、靈活，具有個別控制的優(yōu)越性，可靈活地調(diào)節(jié)各房間的溫度，根據(jù)房間的使用狀況確定風(fēng)機(jī)盤管的啟停；　　b、風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組體型小，占地小，布置和安裝方便，甚至適合于舊有建筑的改造；　　c、容易實現(xiàn)系統(tǒng)分區(qū)控制，冷熱負(fù)荷能夠按房間朝向，使用目的，使用時間等把系統(tǒng)分割為若干區(qū)域系統(tǒng)，實施分區(qū)控制。</p><p>　　4.3夏季空氣處理過程</p><p>　?。?）、根據(jù)設(shè)計條件可知：</p

27、><p>　　室外狀態(tài)點(diǎn)W為tw=33.5℃：ts=27.7℃，hw=89.136kJ/kg干，dw=21.58g/kg干,室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N為：tN=25±1℃,ψN=62±5%, hN =56.942 KJ/Kg，dN =12.443 g/Kg。</p><p>　?。?）、確定機(jī)器露點(diǎn)L和考慮溫升后的狀態(tài)點(diǎn)K</p><p>　　從N點(diǎn)引hN線，取溫

28、升為1.2℃的使KL線段與等焓線h線和=90%線分別交于K、L，連接，在h-d圖上讀得L點(diǎn)焓值為hL =55.675，是新風(fēng)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)實現(xiàn)的冷卻減濕過程。</p><p>　?。?）確定室內(nèi)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O</p><p>　　從N點(diǎn)作線，該線與=90%的線相交于送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O，O確定之后，計算出空調(diào)房間送風(fēng)量為G=1.42kg/s。</p><p>　　（4）確定風(fēng)機(jī)

29、盤管處理后的狀態(tài)點(diǎn)M</p><p>　　連接并延長到M點(diǎn)，使</p><p>　　OM=OK（GW/GF）</p><p>　　而GW =0.497kg/s；</p><p>　　GF=G- GW=1.42-0.497=0.923 kg/s；</p><p><b>　　于是</b></p

30、><p>　　hM=(GhO-GWhK)/GF=(1.42×41.202-0.497×56.942)/0.923=32.73KJ/Kg,查得tM=12.2℃,N—M過程是風(fēng)機(jī)盤管實現(xiàn)冷卻除濕的過程。</p><p>　?。?）確定新風(fēng)機(jī)組負(fù)擔(dān)的冷量和盤管負(fù)擔(dān)的冷量</p><p>　　新風(fēng)機(jī)組負(fù)擔(dān)的冷量(KW)為：</p><p&

31、gt;　　=0.497（89.136-55.675）=16.63kW</p><p>　　采取機(jī)器露點(diǎn)送風(fēng)，其空氣處理過程為</p><p>　　，在焓濕圖上如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1空氣處理過程圖</p><p><b>　　盤管負(fù)擔(dān)的冷量為：</b></p><p>　　Q

32、F=GF(hN-hM)=0.923×(56.942-32.73)=22.348kW</p><p>　　而在第二章中算得到室內(nèi)最大冷負(fù)荷為：</p><p>　　CLQτmax=22338.82W</p><p><b>　　二者基本相同。</b></p><p>　　第五章、空氣處理設(shè)備的選型</p&g

33、t;<p><b>　　5.1機(jī)組選型依據(jù)</b></p><p>　　查相關(guān)資料，決定選取美意MAH系列組合式空氣處理機(jī)組，該系列空氣處理機(jī)組特點(diǎn)如下：</p><p>　　5.2機(jī)組選型及其參數(shù)</p><p>　　為節(jié)省空間決定選取立式機(jī)組，根據(jù)風(fēng)量和這冷量選取型號為MAH-0609V25LT的空調(diào)機(jī)組1臺，其各項參數(shù)如表5

34、.1：</p><p>　　表5.1 MAH-0609V25LT型機(jī)組參數(shù)</p><p><b>　　5.3風(fēng)機(jī)盤管選型</b></p><p>　　根據(jù)風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)量選擇,選用SINKO廠家CP-400型風(fēng)機(jī)盤管6臺，每臺風(fēng)量660m3/h，供冷量3895W。</p><p>　　第六章、送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計</p&g

35、t;<p><b>　　6.1送風(fēng)口選擇</b></p><p>　　本教室采用上送上回的送風(fēng)形式，送風(fēng)口形式采用徑向平送散流器，教室尺寸為19.5×11.3×4（長×寬×高）（m×m×m），夏季室內(nèi)冷負(fù)荷為Q=22338.83W，總送風(fēng)量為G=1.42kg/s=1.1834m3/s=4260m3/h。共六個風(fēng)機(jī)盤管，

36、12個徑向貼附散流器，將教室分為12個6.5m×2.83m的區(qū)域，散流器安裝在每個區(qū)域的中間，每個散流器送風(fēng)量為330 m3/h=0.092 m3/s，承擔(dān)18.395m2的送風(fēng)區(qū)域，水平射程分別為3.25m及1.42m，平均取l=2.34m，垂直射程x，=4-2=2m</p><p><b>　　(1)換氣次數(shù)</b></p><p>　　n=4260/(

37、19.5×11.3×4)=4.8/h</p><p>　　(2)散流器的出風(fēng)速度u0選定為1.6m/s，這樣</p><p>　　F0=0.092/1.6=0.0575m2</p><p>　　(3)檢查ux：根據(jù)式</p><p>　　ux=(u0 m1K1K2K3 )/(x,+l)</p><p&g

38、t;<b>　　m1=1.41</b></p><p>　　K1——根據(jù)0.1l/=0.98，按l/x，=1.17查圖5-13取K1=0.63</p><p>　　K2K3——均取1，求得：</p><p>　　ux=0.079m/s</p><p><b>　?。?）檢查tx</b></p&

39、gt;<p>　　tx =t0 n1K1 /(x,+l)=6**0.88*0.63* /（2+2.34）=0.26℃</p><p><b>　　第七章、水力計算</b></p><p>　　7.1水管的水力計算原理</p><p>　　水管水利計算的原理及依據(jù)：</p><p><b>　　（1

40、）沿程阻力</b></p><p>　　水在管道內(nèi)流動的沿程阻力可按下式計算：</p><p>　　單位管長沿程阻力可按下式計算：</p><p>　　其中： —摩擦阻力系數(shù)，無因次量；</p><p><b>　　—管道內(nèi)徑，m；</b></p><p>　　—直管斷長度，m ；&

41、lt;/p><p>　　—水的密度，1000；</p><p><b>　　(2)局部阻力</b></p><p>　　水流動時遇到彎頭、三通及其它異形配件時，因摩擦及渦流耗能而產(chǎn)生的局部阻力為</p><p>　　其中：—局部阻力系數(shù)；</p><p><b>　　—管道內(nèi)徑，mm；<

42、;/b></p><p>　　7.2風(fēng)管的水力計算</p><p>　　風(fēng)管水利計算的原理及依據(jù)如下：</p><p>　?。?）風(fēng)管沿程壓力損失 可按下式計算：</p><p>　　其中： —單位管長沿程阻力，；</p><p><b>　　—風(fēng)管長度，m；</b></p>

43、<p>　　其中單位管長沿程阻力可按下式計算：</p><p>　　其中： —摩擦阻力系數(shù)；</p><p><b>　　—空氣密度，；</b></p><p><b>　　—風(fēng)管當(dāng)量直徑m；</b></p><p>　　（2）風(fēng)管局部壓力損失</p><p>　　

44、其中： —局部阻力系數(shù)；</p><p>　　—風(fēng)管內(nèi)局部壓力損失發(fā)生處得空氣流速，m/s；</p><p><b>　　—空氣密度，</b></p><p>　　7.3 水力計算的步驟</p><p>　　1）、對各管段進(jìn)行編號，標(biāo)出管段長度和各送風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)量。</p><p>　　2）、選

45、擇最不利環(huán)路。</p><p>　　3）、根據(jù)各管段的流量，最不利環(huán)路（最遠(yuǎn)環(huán)路）上各管段的斷面尺寸和局部摩擦阻</p><p>　　力，求出各管段阻力。</p><p>　　4）、最不利環(huán)路和最近環(huán)路不衡率計算：X≤15%才符合要求。</p><p>　　7.4供水管最不利環(huán)路水力計</p><p>　　表7-1平面

46、圖水管水力計算表</p><p>　　當(dāng)前最不利環(huán)路的阻力損失為22352.90 Pa。</p><p>　　水管最不利環(huán)路水力計算：</p><p>　　表7-2 最不利管段水管水力計算表</p><p>　　當(dāng)前最不利環(huán)路阻力損失為22352.90 Pa，經(jīng)校核所有管段均不需加設(shè)閥門。</p><p><b

47、>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙榮義，范存養(yǎng).《空氣調(diào)節(jié)》 第四版.北京.中國建筑工業(yè)出版社.2009.</p><p>　　[2]李娥飛.暖通空調(diào)設(shè)計與通病分析[M].第二版，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[3]趙榮義等.空氣調(diào)節(jié)[M].第四版，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.</p>